TCIRG1作为新型预后生物标志物，在肾透明细胞癌中触发免疫浸润：单细胞数据与批量数据的综合研究

《HUMAN MUTATION》：TCIRG1 as a Novel Prognostic Biomarker Triggering Immune Infiltration in Renal Clear Cell Carcinoma: An Integrative Study of Single-Cell and Bulk Data

TCIRG1作为肾透明细胞癌（KIRC）的新型预后标志物，其高表达与肿瘤免疫微环境异常及不良临床预后显著相关，并通过体外和体内实验验证了其促癌机制及与调节性T细胞（Treg）的共浸润作用。

　　肾癌是全球范围内常见的恶性肿瘤之一，其发病率和死亡率均较高，给全球公共健康带来了严重挑战。其中，肾肾透明细胞癌（Kidney Renal Clear Cell Carcinoma, KIRC）作为肾癌的主要亚型之一，因其高度恶性、侵袭性强以及对传统治疗方式如化疗和放疗的抵抗性，成为研究的重点。近年来，随着对肿瘤微环境（Tumor Microenvironment, TME）研究的深入，人们逐渐认识到免疫细胞在肿瘤发展和治疗反应中的关键作用。因此，识别与TME中免疫浸润相关的生物标志物，不仅有助于改善KIRC的预后评估，还可能为个性化治疗提供新的思路。

在本研究中，科学家们通过整合单细胞测序数据与批量RNA测序数据，结合高维加权共表达网络分析（hdWGCNA）和机器学习方法，构建了一个新型的KIRC预后模型。这一模型的构建过程包括多个关键步骤：首先，利用单细胞数据集GSE139555，对KIRC样本中的免疫细胞群体进行了分析，发现单核细胞的丰度在KIRC组织中显著增加。随后，通过hdWGCNA分析，筛选出150个与单核细胞相关且可能影响预后的候选基因。接着，结合TCGA-KIRC数据库的批量数据，利用Cox比例风险模型筛选出15个与KIRC预后显著相关的基因，并通过101种机器学习算法的组合，进一步优化模型，最终确定9个核心基因，其中包括TCIRG1。这一基因被验证为具有高度预测价值的生物标志物，且在免疫细胞浸润方面表现出显著的相关性，特别是在调节性T细胞（Tregs）中。

为了验证TCIRG1的生物学功能，研究人员通过Western blot、免疫组化（IHC）、多色免疫荧光（mIHC）以及小鼠体内实验等手段，系统地评估了该基因在KIRC中的表达水平及其对肿瘤细胞行为的影响。实验结果表明，TCIRG1在KIRC组织中的表达显著高于邻近正常组织，且其高表达与较差的总体生存率（OS）密切相关。此外，TCIRG1与Treg细胞的浸润存在显著正相关，进一步支持了其在免疫调节中的潜在作用。这些发现表明，TCIRG1不仅是一个重要的预后标志物，还可能成为免疫治疗的新靶点。

TCIRG1的表达与多种免疫细胞类型有关，包括T细胞、NK细胞、巨噬细胞和树突状细胞（DCs）。其中，Treg细胞作为具有强大免疫抑制功能的细胞群体，在肿瘤微环境中发挥着重要作用。它们通过分泌抑制性细胞因子（如TGF-β、IL-10和IL-35）抑制CD8+ T细胞的激活和增殖，并促使NK细胞转化为免疫耐受型细胞。此外，Treg细胞还能通过竞争性地消耗IL-2，影响CD8+ T细胞的生存。这些机制共同作用，导致TME中免疫反应的抑制，从而促进肿瘤的生长和转移。因此，TCIRG1可能通过调节Treg细胞的功能，间接影响KIRC的免疫状态和治疗反应。

研究还发现，TCIRG1在KIRC中的表达与多个免疫相关通路有关，包括细胞因子信号传导、代谢调控以及细胞迁移等。例如，TCIRG1通过调节AKT/mTOR通路，影响KIRC细胞的糖酵解过程，从而促进肿瘤的恶性进展。这些发现为理解TCIRG1在KIRC中的作用机制提供了新的视角，也为未来开发针对TCIRG1的免疫治疗策略奠定了基础。

在实验验证方面，研究团队利用769-P细胞系进行了一系列体外和体内实验。Western blot结果显示，TCIRG1在该细胞系中的表达显著高于正常肾上皮细胞（HK-2）及其他肾癌细胞系（如786-O、ACHN和Caki-1）。进一步的siRNA敲低实验表明，TCIRG1的表达减少显著抑制了细胞的侵袭能力，这一结果通过Transwell实验得到了验证。此外，小鼠体内实验也显示，TCIRG1的敲低显著减缓了肿瘤的生长速度，表明其在KIRC的进展中具有促进作用。

值得注意的是，研究团队还通过多色免疫荧光技术验证了TCIRG1与Treg细胞的共浸润现象。结果显示，在KIRC组织中，TCIRG1与Treg细胞的表达存在显著正相关，进一步支持了其在免疫调节中的作用。这些实验不仅揭示了TCIRG1在KIRC中的功能，还为其作为免疫治疗靶点提供了理论依据。

研究的局限性在于，尽管TCIRG1与Treg细胞的共表达已被确认，但其具体的作用机制和信号通路仍需进一步深入研究。此外，当前的生物信息学分析表明，其他免疫细胞类型可能也参与了KIRC的发展和预后。因此，未来的研究需要结合更多的临床数据和基础实验，以全面揭示TCIRG1在KIRC中的作用网络，并探索其在临床治疗中的应用前景。

综上所述，本研究通过整合单细胞和批量RNA测序数据，结合机器学习方法，成功构建了一个能够有效预测KIRC患者预后的模型，并识别出TCIRG1作为关键的生物标志物。TCIRG1不仅在KIRC组织中高表达，还与免疫细胞浸润密切相关，尤其是Treg细胞。这一发现为KIRC的免疫治疗提供了新的思路，也为个性化治疗策略的制定提供了科学依据。未来的研究将聚焦于深入探讨TCIRG1的分子机制，以及其在免疫治疗中的潜在应用价值。